阿尔茨海默症和糖尿病之间又发现新联系!两者到底有什么相似之处?

2020-06-17

2

病理蛋白团块是一系列疾病的特征,比方阿尔茨海默病、帕金森氏病和2型糖尿病。现在,德国于利希研讨中心、杜塞尔多夫大学和马斯特里赫特大学的科学家们运用低温电子显微镜初次取得了单个分子在蛋白质链中的摆放办法的明晰图画(这些蛋白质链构成了典型的糖尿病堆积物。)这些蛋白原纤维的结构与阿尔茨海默病的蛋白原纤维十分相似。这些发现与研讨人员在曩昔几年发现的其他共性共同。

大约在120年前,美国医师尤金·林赛·奥佩(Eugene Lindsay Opie)在2型糖尿病患者的胰脏中发现了不同寻常的蛋白质堆积,而这些蛋白质堆积与许多神经退行性疾病患者大脑中发现的蛋白质堆积相似。2型糖尿病是最遍及的疾病之一,曾经称为成年型糖尿病。这些堆积物被称为胰岛淀粉样蛋白堆积,由一种被称为原纤维的细小蛋白丝组成。关于糖尿病来说,它们由肽激素IAPP组成。在胰腺中,它们导致了担任发生胰岛素的细胞呈现逝世和发生功用障碍(胰岛素在下降血糖水平方面起着重要作用)。

德国于利希研讨中心和杜塞尔多夫大学的Gunnar Schröder表明:“科学家们现已对这些淀粉样原纤维进行了多年的深入研讨。但是,在很长一段时间里,咱们只能描绘出十分低分辨率的结构。2017年,Schroder和他的同伴和搭档一同,对这种原纤维提出了第一个原子级3D模型,该模型是由淀粉样蛋白肽(Abeta)组成的阿尔茨海默氏病原纤维。

Schröder说:“这是咱们第一次成功以这种分辨率完成了糖尿病典型IAPP原纤维的三维重建。”小组取得的4埃的分辨率,相当于0.4纳米,处于在原子半径和原子键长度的范围内。除了其他细节之外,原纤维中分子的准确摆放也因而第一次变得明晰可见。该模型显现了单个IAPP分子怎么堆叠在一同,构成具有S形截面的纤维。这种结构与典型β淀粉状蛋白质纤维中的s形褶皱相似。

同样在杜塞尔多夫大学和于利希研讨中心做研讨的Wolfgang Hoyer表明:“这种相似性很风趣。阿尔茨海默病和糖尿病之间存在流行病学上的相关性:阿尔茨海默病患者患糖尿病的危险更大,反之亦然。”此外,这两种疾病还有其他的相关要素。例如,科学家现已在阿尔茨海默病患者淀粉样蛋白堆积中发现了糖尿病典型的“外来”IAPP多肽类的小杂质。此外,研讨人员在小鼠试验中发现,当添加一种类型的原纤维时,另一种类型的原纤维也会添加。

新的高分辨率纤维模型现在为科学家们供给了一个渠道,让他们能够更好地了解糖尿病华夏纤维的构成,而且能够开发直接处理病因的药物。在这一范畴进行了多年结合蛋白研讨的Hoyer解说说:“现在能够开发按捺剂了,例如,以一种有针对性的办法按捺原纤维的构成。”这些蛋白质能够阻挠单个分子构成淀粉样蛋白,然后推迟乃至阻挠糖尿病、阿尔茨海默病和帕金森氏症。另一种办法是开发不容易构成原纤维的IAPP多肽类替代品。IAPP假定的功用之一是作为体内的胃口按捺激素。因而,这些替代品不仅对2型糖尿病的医治很有含义,对其他疾病的医治也是如此,比方1型糖尿病和病态肥壮。

冷冻电子显微镜布景:

低温电子显微镜是在原子水平上测定生物分子结构的一种较新的研讨办法。Jacques Dubochet, Joachim Frank和Richard Henderson由于开宣布这种办法而取得了2017年诺贝尔化学奖。

低温电子显微镜比此前的x射线结晶学和核磁共振波谱更好地完成了相似的使命。运用x射线结晶学的话,蛋白质、DNA或细菌和病毒等生物分子有必要首要转化为晶体方式。相比之下,运用低温电子显微镜和核磁共振波谱的话,研讨就能够在这些蛋白质柱石的天然状态下进行。在运用低温电子显微镜的情况下,标本首要溶解在水中,然后急速冷冻,最终用电子显微镜进行研讨。这种办法在研讨由成百上千个蛋白质组成的大型结构时具有特别的优势。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:https://medicalxpress.com/news/2020-06-indication-link-alzheimer-diabetes.html